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Recuperação Lago UHE Risoleta Neves Estudo de dragagem Suspensão de sedimentos

Objetivo:

Recuperação do Rio Doce - Dragagem UHE Risoleta Neves Suspensão de sedimentos

• Entender a suspensão de sedimentos durante a dragagem no reservatório e seu efeito no aumento de turbidez da água do Rio Doce.

• Conhecer e propor medidas mitigadoras se aplicáveis para controle da pluma de turbidez porventura gerada pelo processo.


Benchmark – melhores praticas para contenção de sedimentos suspensos

• Cortinas;

• Controle operacional;

• Equipamentos especiais;



• Cortinas;; material reforçado termoplástico flexível, com material de flutuação em a barra superior e material de lastro na bainha inferior. É colocado na água circundante à draga e em seguida ancorado no local usando bóias de ancoragem.

• são facilmente afetadas pela maré e correntes e não devem ser usadas em áreas com velocidade maior do que 1-2 nós (0,51 a 1,0 m/s);

• não são eficazes em ambientes de alta energia e não têm nenhum efeito sobre a turbidez inferior (onde os níveis de turbidez são maiores

Vantagens

• se corretamente implantados protegem e controlam a turbidez;

• mais eficazes em projetos onde elas não são abertas e fechadas para permitir o acesso de equipamentos

Desvantagens



• Controle operacional;

• Medida de controle não é visual; • Nível de conforto regulamentar inferior; • Reduz produtividade; • Aumenta custo e prazo de execução.

Vantagens

• Não requer a instalação de equipamentos adicionais; • Menor custo se comparado as cortinas;

Desvantagens

• Reduzir a velocidade de rotação da cabeça de corte; • Reduzir a velocidade de varredura da lança; • Eliminar o corte excessivo; • Realizar atividades em janelas operacionais.




• Sistema pneumatico; • Concha fechada ou ambiental; • Dragas de maior capacidade; • Dragagem de precisão.

• Uso de equipamentos especiais ou superdimensionados; • Aumenta custo;

Vantagens

• Redução ou eliminação da suspensão de sedimentos;

Desvantagens

• Eficiência de remoção;

• Taxa de produção;

• Suspensão sedimentos e liberação de contaminantes durante o processo de dragagem;

• Sedimentos residuais deixados no local de dragagem;

• Compatibilidade com o transporte, tratamento e eliminação e;

• Custos.

Fatores que influenciam a escolha de equipamentos para dragagem



Comumente consideradas para dragagens com requisitos ambientais são as conhecidas como a cabeça de corte e de trado horizontal.

Cutterhead

As dragas hidraulicas proporcionam um meio econômico de remoção de grandes quantidades de sedimentos contaminados e são amplamente utilizados tanto para a dragagem de navegação quanto, mais recentemente, para dragagem ambiental.

Dragas hidráulicas aplicadas a dragagem ambiental


• Dificuldade com detritos, pedras soltas, pedregulhos, galhos e obstruções; • Água em excesso é gerada, com potencial de elevado custo de desidratação de sedimentos e posterior tratamento.

Dragas hidráulicas aplicadas a dragagem ambiental

Vantagens Desvantagens

• Capaz de escavar a maioria dos tipos de materiais com maior produção se comparadas a dragas mecanicas de mesmo tamanho; • Capaz de dragagem em uma base praticamente contínua, com maior produção de dragas mecânicas de tamanho similar; • Capaz de realizar bombeamento direto para local de descarte controlado; • Capaz de comutar cabeças de dragagem para diferentes tipos de sedimentos e resíduos gerados.


• Propriedades do sedimento “in situ” densidade aparente seca (concentração de sólidos, teor de sólidos ou de teor de água), teor de matéria orgânica, distribuição de tamanho de partículas, e mineralogia; • Condições do local, tais como a profundidade da água, correntes, ondas e presença de solo resistente ou rocha;

• Natureza e extensão dos impedimentos, tais como detritos, pedras soltas, pedregulhos, galhos e obstruções;

• As considerações operacionais, tais como a espessura dos cortes de dragagem, tipo de equipamento, método de operação, e a habilidade do operador.

Fatores que influenciam a suspensão de sedimentos


Fatores que influenciam a suspensão de sedimentos

• aumenta com o aumento do índice de liquidez dos sedimentos; LI = W -PL LL- PL

Índice de Liquidez

densidade teor de argila

teor de água porosidade índice de vazios

% grãos finos

Hayes et al. (2000) cutterhead correlation method

• mR = massa de sedimento suspendido que pode ser transportado; • Vt = velocidade tangencial das laminas do cortador; • AE =Area total das laminas do cortador expostas (que não estão cortando efetivamente); • AC = Area da superficie total do cortador;

• g = percentual do sedimento que pode ser suspendido e transportado da operação de dragagem em massa


Distribuição da suspensão de sedimentos x tipo de draga



Não existe um fator de ressuspensão típico Os fatores de ressuspensão estimados variam de 0,02% a 3,93% e o fator de ressuspensão máxima observada de quase 400 observações foi de 0,51%. Hayes et al. estimam de forma conservadora que o fator de ressuspensão de dragas hidraulicas “cutterhead” é de cerca de 0,5% do montante da fraçao silte e fração argila do sedimento, e da mesma forma, o fator de ressuspensão de dragas mecânicas Clamshell ou buckets sem transbordamento é de cerca de 1 %. Fatores máximos de ressuspensão tendem a ser iguais a 3 a 5(X) o fator médio ou mediana ressuspensão para um determinado tipo de equipamento.

Fatores Mínimos de ressuspensão tendem a ser igual a apenas 5 a 10% cento do fator médio ou mediana ressuspensão de dragas “cutterhead” e 30 a 40% do fator médio ou mediana ressuspensão para dragas mecânicas.



Fonte: LITERATURE REVIEW OF EFFECTS OF RESUSPENDED SEDIMENTS DUE TO DREDGING OPERATIONS Prepared by Anchor Environmental CA, L.P. One Park Plaza, Suite 600 Irvine, California 92614 June 2003


Distribuição da suspensão de sedimentos x ensaios do material

Pos. Amostra densidade

aparente seca g/cm3

densidade aparente umida g/cm3

argila silte areia fina areia grossa pedregulho silte + Argila

furo 1 15 3,276 1,574 15,8% 79,2% 5,0% 95,0%

16 2,935 1,529 15,3% 71,0% 13,7% 86,3%

17 3,091 1,779 7,5% 46,5% 45,0% 54,0%

furo 2 18 3,251 1,648 12,0% 73,0% 15,0% 85,0%

19 3,222 1,729 17,0% 72,0% 11,0% 89,0%

20 3,109 1,733 11,0% 69,4% 18,9% 0,70% 80,4%

Gaustec 1 1,760 39,6% 55,4% 5,0% 95,0%

2 43,0% 40,0% 17,0% 83,0%

Densidade mediana 1,729

% medio suspenso 0,77% % material suspenso maximo 1,93%

% maximo (3x) 2,31% media fração silte + argila 83,5%

% minimo (0,1x) 0,08% % material suspenso minimo 0,06%


Distribuição da suspensão de sedimentos x ensaios do material

Vazão draga (m3/h) 2250

volume in situ

(m3/h)450

25% eficiência

(m3/h)112,5

TSS mg/L NTU

%Max

susp. (t)3,75 1.666,74 222

Massa in situ (t) 194,51%medio

susp.m(t)1,50 665,67 89

%Min

susp. (t)0,13 55,56 7

Massa de sedimento suspendido que

pode ser transportado

Turbidez estimada na dragagem

Valor Característico


Influencia na Turbidez do rio Doce pela dragagem

Vazão do Rio Doce

base 100m3/s

(m3/h) 360.000

Vazão draga (m3/h)2.250

TSS mg/L NTU

%Max

susp. (t)3,75 10,42 1,4

%medio

susp.m(t)1,50 4,16 0,6

%Min

susp. (t)0,13 0,35 0,0

Efeito da Turbidez da dragagem no

volume do rio Doce (100m3/s)

Diluição considerando toda a vazão do rio

Doce


Histórico de turbidez após o evento

78 824 186

18.067

75

12.353

3.357

1.001 1.072 478 519 411 496 229 160 159 164 143 172 194 204 204 227 228 227 210 226 205 174

-50

-40

-30

-20

-10

0

10

20

30

40

50

0

2.000

4.000

6.000

8.000

10.000

12.000

14.000

16.000

18.000

20.000

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TU)

Acompanhamento de Turbidez e Precipitação no Rio Doce

25/03/2016

26/03/2016

27/03/2016

Precipitação Mínima

Precipitação Máxima

Fonte: Samarco - Limite CONAMA 357/2005: 100 NTU

Confluência dos Rios Gualaxo do Norte e Do Carmo Montante Barragem Santarém

Confluência dos Rios do Carmo e Piranga

UHE Baguari UHE Aimorés

UHE Mascarenhas

UHE Candonga


Turbidez 07/11-27/03

Ribeirão do Carmo - Branco

Rio Gualaxo do Norte -

Branco Rio Piranga

Ribeirão do Carmo

Rio Gualaxo do Norte

Rio Doce Montante

UHE Candonga

Jusante UHE

Candonga

Máxima 2196 2917 785 92767 772333 516400 21460 26633

Média 248 116 151 15926 53163 12733 3173 3717

Mediana 103 35 99 6773 22017 3437 2535 2597

Mínima 40 6 24 573 637 276 363 357

Histórico de turbidez após o evento Historico 97/14 Mín de Turbidez Média de Turbidez Máx de Turbidez

Rio do Carmo 2,4 58 744

chuvoso 3,3 56 418

seco 2,4 59 744

Rio Doce 0,5 66 955

chuvoso 0,5 94 955

seco 1,9 38 604

Total Geral 0,5 65 955 Fonte: IGAM


Conclusões Preliminares

• As condições do local, tais como a profundidade da água, correntes do rio e transito de embarcações tem efeito potencial na redução da viabilidade de aplicação de cortinas;

• Equipamentos especiais para redução da turbidez refletem diretamente produtividade da dragagem, aumentando o prazo para conclusão da primeira fase;

• Estes equipamentos não estão disponiveis no Brasil e seu tempo de importação é no minimo de 5 meses, sem considerar despachos alfandegários;

• Aparentemente o efeito da pluma de dragagem, pela literatura pesquisada, não tem potencial para mudar as características atuais do Rio Doce, mesmo se considerado em histórico anterior ao evento;


Próximos passos

• Concluir análise da suspensão de sedimentos;

• Tratar dados coletados durante a operação das dragas menores;

• Estabelecer pontos de controle de turbidez durante a dragagem principal incluindoa área de dispersão;

• Elaborar plano de testes e coleta de amostras durante a dragagem principal;

• Definir estratégia de potencial atuação para resultados divergentes da análise;

• Prosseguir com estudos de tratamento e disposição do material.

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